El endurecimiento criogénico es un proceso de tratamiento criogénico en el que el material se enfría a aproximadamente -185 ° C (-301 ° F), generalmente utilizando nitrógeno líquido . Puede tener un efecto profundo en las propiedades mecánicas de ciertos aceros , siempre que su composición y tratamiento térmico previo sean tales que retengan algo de austenita a temperatura ambiente. Está diseñado para aumentar la cantidad de martensita en la estructura cristalina del acero, aumentando su resistencia y dureza , a veces a costa de la tenacidad.. Actualmente este tratamiento se está aplicando en aceros para herramientas, aceros con alto contenido de carbono, aceros con alto contenido de cromo y, en algunos casos, con carburo cementado [1] para obtener una excelente resistencia al desgaste. Investigaciones recientes muestran que hay precipitación de carburos finos (carburos eta) en la matriz durante este tratamiento, lo que confiere una resistencia al desgaste muy alta a los aceros. [2]
La transformación de austenita a martensita se logra principalmente a través del enfriamiento , pero en general se lleva más y más lejos hacia la finalización a medida que disminuye la temperatura. En aceros de aleación superior, como el acero inoxidable austenítico , el inicio de la transformación puede requerir temperaturas mucho más bajas que la temperatura ambiente. Más comúnmente, se produce una transformación incompleta en la extinción inicial, de modo que los tratamientos criogénicos simplemente mejoran los efectos de la extinción previa. Sin embargo, dado que la martensita es una fase de desequilibrio en el diagrama de fases de hierro-carburo de hierro, no se ha demostrado que el calentamiento de la pieza después del tratamiento criogénico dé como resultado la retransformación de la martensita inducida en austenita o en ferrita más cementita. , negando el efecto de endurecimiento.
La transformación entre estas fases es instantánea y no depende de la difusión , y también que este tratamiento provoca un endurecimiento más completo en lugar de moderar una dureza extrema, lo que hace que el término "templado criogénico" sea técnicamente incorrecto. [ cita requerida ]
No es necesario que el endurecimiento se deba a la transformación martensítica, sino que también se puede lograr mediante trabajo en frío a temperaturas criogénicas. Los defectos introducidos por la deformación plástica a estas bajas temperaturas suelen ser bastante diferentes de las dislocaciones que suelen formarse a temperatura ambiente, y producen cambios materiales que en cierto modo se asemejan a los efectos del endurecimiento por choque . Si bien este proceso es más eficaz que el trabajo en frío tradicional, sirve principalmente como banco de pruebas teórico para procesos más económicos como la forja explosiva .
Muchas aleaciones que no se someten a transformación martensítica se han sometido a los mismos tratamientos que los aceros, es decir, se han enfriado sin preparaciones para el trabajo en frío. Si se observa algún beneficio de tal proceso, una explicación plausible es que la expansión térmica causa una deformación menor pero permanente del material. [ cita requerida ]
Ver también
- Conformado en frío criogénico , posible con aceros inoxidables austeníticos donde la ductilidad se mantiene a temperaturas criogénicas
- Tratamiento criogénico
Referencias
- ↑ Padmakumar, M .; Guruprasath, J .; Achuthan, Prabin; Dinakaran, D. (agosto de 2018). "Investigación de la estructura de fase del cobalto y su efecto en carburos cementados WC-Co antes y después del tratamiento criogénico profundo". Revista Internacional de Metales Refractarios y Materiales Duros . 74 : 87–92. doi : 10.1016 / j.ijrmhm.2018.03.010 .
- ^ JY Huang y col. Microestructura de acero para herramientas M2 tratado criogénicamente. Ciencia e ingeniería de materiales A 339 (2003) 241-244.